PL171660B1 - Urzadzenie do kontroli wlasnosci wytrzymalosciowych wienca kola kolejowego PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do kontroli wlasnosci wytrzymalo- sciowych wienca kola kolejowego, posiadajace rame zawierajaca element poziomy w ksztalcie czworoboku i co najmniej jeden stojak umieszczony równolegle do jednego z boków elementu poziomego, szyne wsporni- kowa kola kolejowego zamocowana na elemencie pozio- mym ramy, ostojnice podwozia prowadzace kolo kolejowe, wózek zamontowany ruchomo, przesuwajacy sie po zespolach prowadzacych, zespól do pomiaru twardosci za pomoca kulki zamocowany na tym wózku, i przenoszony tym wózkiem oraz zespól do przykladania wstepnie okreslonej sily do zespolu do pomiaru twardo- sci za pomoca kulki, z n a m i e nne tym , ze ostojnice podwozia (8, 9) prowadzace kolo kolejowe (52) sa zamo- cowane do stojaków (6, 7) ramy (2) równolegle do szyny (10), ponadto urzadzenie zawiera ruchoma podluznice (17) usytuowana równolegle do ostojnic podwozia (8, 9) i do elementu poziomego ramy (2), silowniki (15, 16) zamontowane odpowiednio do pionowych bokow (13, 14) ramy (2), prowadnice (11, 12) zamocowane do elementu poziomego podwozia (1) równolegle do szyny (10), na których jest ruchomo zamontowany wózek (18) z zespolem (21) do pomiaru twardosci i zespolem (22) do pomiaru naprezen, silownik (19) do przesuwania wózka (18) usytuowany równolegle pomiedzy prowad- nicami (11, 12) i prostopadle do pionowego boku (14) ramy (2), zespól do szlifowania (20) z tarcza scierna (23) zamocowane ruchomo na wózku (18) prostopadle do prowadnic (11, 12) oraz silownik pneumatyczny (24) takze usytuowany na wózku (18) prostopadle do pro- wadnic (11, 12) wewnatrz zespolu szlifowania (20) F IG 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kontroli własności wytrzymałościowych wieńca koła kolejowego a w szczególności do kontroli twardości za pomocą kulki wieńca koła kolejowego i kontroli za pomocą ultradźwięków szczątkowych naprężeń w kole.

Koła kolejowe otrzymane przez kucie i obróbkę termiczną muszą być kontrolowane. Muszą przejść kontrolę twardości i szczątkowych naprężeń w wieńcach.

Znane są z opisów patentowych USA nr nr 4719793 i 4164 141 urządzenia do kontroli własności wytrzymałościowych wieńca kola kolejowego, które mają ramę z elementem poziomym w kształcie czworoboku i co najmniej jeden element pionowy, umieszczony równolegle do jednego z boków elementu poziomego, szynę wspornikową koła kolejowego zamocowaną na elemencie poziomym ramy, ostojnice podwozia prowadzące koło kolejowe, wózek zamontowany ruchomo, przesuwający się po zespołach prowadzących, zespół do pomiaru twardości za pomocą kulki zamocowanej na tym wózku i przenoszony tym wózkiem oraz zespół do przykładania wstępnie określonej siły do zespołu do miaru twardości za pomocą kulki.

W opisie patentowym nr 4719793 zespół do szlifowaniu i zespół do pomiaru twardości zamontowane są na bocznej ramie, która waha się wokół obrotowej osi tak, że w pierwszym ustawieniu zespół do szlifowania szlifuje koło kolejowe, a w drugim ustawieniu zespół do pomiaru twardości dokonuje pomiaru twardości wieńca koła kolejowego.

W opisie patentowym nr 4164141 koło kolejowe jest zatrzymywane w zespole odbierającym, który może być podnoszony i opuszczany przez podnośnik. Zespoły do szlifowania i do pomiaru twardości są usytuowane w sąsiedztwie przesuwu podnośnika do kolejnego szlifowania i pomiaru twardości koła kolejowego. Zespół do pomiaru twardości jest usytuowany powyżej zespołu do szlifowania.

Celem wynalazku jest ułatwienie kontroli, własności wytrzymałościowych wieńca koła kolejowego dzięki ulepszonemu bardziej zautomatyzowanemu urządzeniu.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kontroli własności wytrzymałościowych wieńca koła kolejowego, posiadające ramę zawierającą element poziomy w kształcie czworoboku i co najmniej jeden stojak umieszczony równolegle do jednego z boków elementu poziomego, szynę wspornikową koła kolejowego zamocowaną na elemencie poziomym ramy, ostojnice podwozia prowadzące koło kolejowe, wózek zamontowany ruchomo, przesuwający się po zespołach prowadzących, zespół do pomiaru twardości za pomocą kulki zamocowany na tym wózku, i przenoszony tym wózkiem oraz zespół do przykładania wstępnie określonej siły do zespołu do pomiaru twardości za pomocą kulki, które charakteryzuje się tym, ze ostojnice podwozia prowadzące koło kolejowe są zamocowane do stojaków ramy równolegle do szyny ponadto urządzenie zawiera podłużnicę usytuowaną równolegle do ostojnic podwozia i do elementu poziomego ramy, siłowniki zamontowane odpowiednio do pionowych boków ramy, prowadnice zamocowane do elementu poziomego podwozia równolegle do szyny, na których jest ruchomo zamontowany wózek, z zespołem do pomiaru twardości i zespołem do pomiaru naprężeń, siłownik do przesuwania wózka, usytuowany równolegle pomiędzy prowadnicami i prostopadle do pionowego boku ramy, zespół do szlifowania z tarczą ścierną zamocowane ruchomo na wózku prostopadle do prowadnic oraz siłownik pneumatyczny, także usytuowany na wózku, prostopadle do prowadnic zewnątrz zespołu do szlifowania

Korzystnie jest, że zespół do pomiaru twardości ma głowicę kulkową zamontowaną na jednym z zakończeń trzonu umieszczonego ślizgowo w osłonie, przy czym na przeciwległym

171 660 końcu do głowicy kulkowej trzon ma czaszę i czujnik liniowego przemieszczania głowicy kulkowej.

Korzystnym jest także, że zespół do wywierania z góry określonej siły współpracujący z zespołem do pomiaru twardości ma dźwignię łączoną z podwoziem, siłownik ze śrubą wyposażony w silnik podtrzymywany przez dźwignię, posiadający głowicę do współpracy z czaszą zespołu do pomiaru twardości, przeciwwagę posiadającą hak przylegający do dźwigni, podporę podnośników w obszarze końca dźwigni, podnośnik zamocowany do górnej belki podpory i poprzez elementy pośrednie połączony z przeciwwagą, podnośnik równolegle usytuowany z podnośnikiem.

Korzystnym jest również, że na wózku ma zamontowany prostopadle do prowadnic ruchomy zespół do pomiaru szczątkowych naprężeń za pomocą ultradźwięków, podzespół przemieszczania zespołu do pomiaru szczątkowych naprężeń za pomocą ultradźwięków usytuowany prostopadle do prowadnic o skoku między położeniem w kontakcie z wieńcem koła a położeniem wycofania, mechaniczny detektor położenia zamontowany ruchomo na wózku w kierunku prostopadłym do prowadnic i podzespoły przemieszczania detektora między położeniem wycofania a położeniem oparcia o wieniec koła.

Ponadto korzystnym jest zespół do pomiaru szczątkowych naprężeń za pomocą ultradźwięków posiada głowicę nadawczo-odbiorczą fal ultradźwiękowych, zamontowaną obrotowo wokół linii poziomej, równoległej do linii przemieszczania zespołu, podzespół przemieszczania i obrotu głowicy nadawczo-odbiorczej i podzespół rozprowadzania płynu sprzężenia.

Dalszą korzyściąjest to, że podzespół przemieszczania wózka i podzespół przemieszczania zespołu do pomiaru szczątkowych naprężeń za pomocą ultradźwięków oraz detektora pozycyjnego są siłownikami pneumatycznymi.

Korzystnym jest, że urządzenie według wynalazku posiada układ sterowania elektromagnetycznego i elektronicznego oraz, że szyna posiada w swojej górnej części nacięcia w kształcie litery V oraz, że szyna posiada w swojej górnej części nacięcia w kształcie litery V.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut pionowy urządzenia, którego podwozie przecięto płaszczyzną pionową, fig. 2 - widok urządzenia z góry.

Urządzenie do kontroli własności wytrzymałościowych wieńca koła kolejowego ma podwozie 1, zbudowane z poziomej ramy 2 uformowanej z belek 3, 4, 5 i pionowych stojaków 6,7, skierowanych w stronę jednego z zakończeń belek 3 i 5 w ten sposób, że w rzucie pionowym i z profilu podwozie ma kształt litery L.

Stojaki 6 i 7 podtrzymują ostojnice podwozia 8, 9. Rama pozioma 2 stanowi podparcie szyny 10, która ma nacięcie 10' w kształcie litery V w swojej górnej części w pobliżu osi urządzenia.

Rama pozioma 2 stanowi podparcie również dla pionowych boków 13, 14 prostopadłych do szyny 10, na których są zamontowane siłowniki 15,16, których trzony podtrzymują ruchomą podłużnicę 17 równoległą do szyny 10 i do ostojnic podwozia 8, 9. Siłowniki 15, 16 pozwalają na przemieszczanie ruchomej podłużnicy 17 równolegle do płaszczyzny wyznaczonej przez ostojnice podwozia 8 i 9.

Prowadnice 11,12 zamocowane są na części poziomego elementu podwozia 1 i są równoległe do szyny 10, przy czym na prowadnicach 11,12 usytuowany jest ruchomy wózek 18.

Na wózku 18 są zamontowane kolejno obok siebie i prostopadle do prowadnic 11, 12: zespól do szlifowania 20, zespół do pomiaru twardości 21 za pomocą kulki, zespół do pomiarów szczątkowych naprężeń 22 za pomocą ultradźwięków.

Zespół do szlifowania 20 ma obrotową tarczę ścierną 23, zamontowaną ruchomo na wózku 18 prostopadle do prowadnic 11, 12. Tarcza ścierna 23 jest przesuwana za pomocą siłownika pneumatycznego 24.

Zespół do pomiaru twardości 21 za pomocą kulki ma głowicę kulkową 25, zamontowaną na trzonie 26, który na przeciwległym końcu ma czaszę 27, przy czym trzon 26 połączony ślizgowo obudową 28.

Zespół do pomiaru twardości 21 poza tym ma, nie pokazany na rysunku, podzespół do mierzenia przesuwu głowicy kulkowej 25.

171 660

Zespół do pomiaru szczątkowych naprężeń 22 za pomocą ultradźwięków jest zamocowany ruchomo, prostopadle do prowadnic 11, 12 i jest przesuwany za pomocą siłownika pneumatyczncgo 29. ZeSpói do pomiaru szcząikuwyui napiężen 22 ma nadawcod-dduioio24 idi ultradźwiękowych 30, zamontowaną obrotowo wokół linii poziomej, równoległej do linii przemieszczania się zespołu do pomiaru szczątkowych naprężeń 22 za pomocą ultradźwięków i siłownik 31 do przemieszczania obrotowego głowicy nadawczo-odbiorczej 30.

Zespół do pomiaru szczątkowych naprężeń 22 za pomocą ultradźwięków ma również podzespół rozdziału płynu sprzęgania, składający się z pompy dozującej 32 i rury 33, której wylot znajduje się w pobliżu głowicy nadawczo-odbiorczej.

Detektor położenia 34 typu mechanicznego jest zamontowany na podporze 35 zespołu do pomiaru szczątkowych naprężeń 22 za pomocą ultradźwięków i jest przesuwany prostopadle do prowadnic 11, 12 za pomocą siłownika 29.

Zespół 36 wytwarza siłę, z góry określoną, która przekazywana jest na głowicę kulkową 25 za pośrednictwem trzona 26 i czaszy 27.

Zespół 36 posiada dźwignię 37 połączoną jednym ze swoich końców z belką podwozia 1, podtrzymując na swojej części usytuowanej w pobliżu zakończenia 38 siłownik ze śrubą 39 wyposażony w silnik 40, którego głowica 41 współpracuje z czaszą 27, zaś swoim przeciwległym końcem 42 dźwignia 37 współpracuje z przeciwwagą 43.

Podpora 44, ustawiona na podłożu 46, podtrzymuje pierwszy podnośnik 45, którego trzon jest połączony z hakiem 48, na którym jest zawieszona przeciwwaga 43.

Podpora44 podtrzymuje drugi podnośnik49, który wprawia w działanie hak 50 zaczepiony na obudowie podnośnika 45 i który może sprzęgać się ze sworzniem 51 zamocowanym na końcu trzonu podnośnika 45.

Zespół 36 jest usytuowany w taki sposób, że sworzeń siłownika ze śrubą 39 jest w przybliżeniu naprzeciw nacięcia 10' w kształcie litery V szyny 10.

Aby dokonać kontroli koła 52 postępuje się w sposób następujący.

Wprowadza się koło 52 na szynę 10 i utrzymuje się w nacięciu 10' o kształcie litery V za pomocą siłowników 15 i 16 przykładając belkę do koła 52, tak aby ścisnąć koło między ostojnicami podwozia 8, 9 z jednej strony, a podłużnicą 17 z drugiej strony.

Za pomocą siłownika 19 wprowadza się tarczę ścierną 23 naprzeciw wieńca koła 52, na wprost nacięcia 10' w kształcie litery V. Siłownikiem 24 przykłada się tarczę ścierną 23 do wieńca i oszlifowuje miejscowo wieniec wprawiając w ruch tarczę ścierną 23 za pomocą siłownika 19, a następnie ją wycofuje się.

Za pomocą siłownika 19 wprowadza się czujnik 34 na czoło strefy oszlifowanej, następnie siłownikiem 29 przykłada się czujnik 34 do wieńca koła, rejestruje się położenie czujnika, co pozwala zmierzyć grubość wieńca, następnie wycofuje się czujnik 34.

Za pomocą siłownika 19 wprowadza się ultradźwiękową głowicę 30 nadawczo-odbiorczą naprzeciw strefy oszlifowanej i przykłada się głowicę 30 do wieńca koła 52 za pomocą siłownika 29. Pompą dozującą 32 podaje się płyn sprzęgania i dokonuje się pierwszego pomiaru czasu rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w wieńcu, następnie obraca się głowicę 30 nadawczoodbiorczą o ćwierć obrotu za pomocą siłownika 31 i dokonuje się drugiego pomiaru czasu rozchodzenia się fal ultradźwiękowych, a następnie za pomocą siłownika 29 wycofuje się głowicę 30.

Pomiar grubości wieńca i pomiary czasu rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w wieńcu pozwalają określić szczątkowe naprężenia w wieńcu.

Po ukończeniu pomiaru szczątkowych naprężeń, za pomocą siłownika 19 wprowadza się głowicę kulkową 25 do pomiaru twardości na czoło strefy oszlifowanej. Głowica 41 siłownika ze śrubą 39, czasza 27, trzon 26, głowica kulkowa 25 i strefa oszlifowania wieńca są wówczas ustawione w jednej linii. Z pomocą silnika 40 przykłada się głowicę 41 siłownika ze śrubą 39 do czaszy 27, w ten sposób aby przyłożyć głowicę kulkową 25 do wieńca koła 52 z siłą 200 kG. Następnie podnośnikiem 49 cofa się hak 50, co zwalnia przeciwwagę 43, która napierając na dźwignię 37 powoduje przyłożenie głowicy 41 do czaszy 27, co z kolei powoduje przyłożenie głowicy kulkowej 25 do wieńca koła z siłą 3000 kG. Za pomocą czuj nika przemieszczenia mierzy się przesunięcie w kierunku osiowym głowicy kulkowej 25 między położeniem przykładania do

171 660 wieńca z siłą 200 kG, a położeniem przykładania do wieńca z siłą 3000 kG. To przesunięcie pozwala obliczyć twardość wieńca w oparciu o pomiar wgniecenia kulki.

Po pomiarze twardości przeciwwaga 43 jest utrzymana w położeniu wysokim za pomocą podnośnika 45.

Zespoły podnośników, siłowników i pomiaru są połączone z urządzeniami elektromagnetycznego sterowania 55 i z elektronicznymi środkami sterowania 56, które pozwalają na automatyczne dokonanie wszystkich ruchów.

Zrozumiałe jest, że urządzenie które opisano, może być zrealizowane środkami ekwiwalentnymi, zwłaszcza dla prowadzenia i dla ruchu różnych elementów przesuwnych.

171 660

171 660

--^1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Urządzenie do kontroli własności wytrzymałościowych wieńca kola kolejowego, posiadające ramę zawierającą element poziomy w kształcie czworoboku i co najmniej jeden stojak umieszczony równolegle do jednego z boków elementu poziomego, szynę wspornikową koła kolejowego zamocowaną na elemencie poziomym ramy, ostojnice podwozia prowadzące koło kolejowe, wózek zamontowany ruchomo, przesuwający się po zespołach prowadzących, zespół do pomiaru twardości za pomocą kulki zamocowany na tym wózku, i przenoszony tym wózkiem oraz zespół do przykładania wstępnie określonej siły do zespołu do pomiaru twardości zapomocą kulki, znamienne tym, że ostojnice podwozia (8, 9) prowadzące koło kolejowe (52) są zamocowane do stojaków (6, 7) ramy (2) równolegle do szyny (10), ponadto urządzenie zawiera ruchomą podłużnicę (17) usytuowaną równolegle do ostojnic podwozia (8, 9) i do elementu poziomego ramy (2), siłowniki (15, 16) zamontowane odpowiednio do pionowych boków (13, 14) ramy (2), prowadnice (11, 12) zamocowane do elementu poziomego podwozia (1) równolegle do szyny (10), na których jest ruchomo zamontowany wózek (18) z zespołem (21) do pomiaru twardości i zespołem (22) do pomiaru naprężeń, siłownik (19) do przesuwania wózka (18) usytuowany równolegle pomiędzy prowadnicami (11,12) i prostopadle do pionowego boku (14) ramy (2), zespół do szlifowania (20) z tarczą ścierną (23) zamocowane ruchomo na wózku (18) prostopadle do prowadnic (11,12) oraz siłownik pneumatyczny (24) także usytuowany na wózku (18) prostopadle do prowadnic (11,12) wewnątrz zespołu szlifowania (20).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół (21) do pomiaru twardości ma głowicę kulkową (25) zamontowaną na jednym z zakończeń trzonu (26) umieszczonego ślizgowo w osłonie (28), przy czym naprzeciwległym końcu do głowicy kulkowej (25), trzon (26) ma czaszę i czujnik liniowego przemieszczania głowicy kulkowej (25).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zespół (36) do wywierania z góry określonej siły współpracujący z zespołem do pomiaru twardości (21) ma dźwignię (37) łączoną z podwoziem (1), siłownik ze śrubą (39) wyposażony w silnik (40) podtrzymywany przez .dźwignię (37) posiadający głowicę (41) do współpracy z czaszą (27) zespołu do pomiaru twardości (21) przeciwwagę (43) posiadającą hak (48) przylegający do dźwigni (37), podporę (44) podnośników (45, 49) w obszarze końca dźwigni (37), podnośnik (45) zamocowany do górnej belki podpory (44) i poprzez elementy pośrednie¹ (50,51,47,48) połączony z przeciwwagą (43), podnośnik (49) równolegle usytuowany z podnośnikiem (45).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na wózku (18) ma zamontowany prostopadle do prowadnicy (11, 12) ruchomy zespół', do pomiaru szczątkowych naprężeń (22) za pomocą ultradźwięków, podzespół przemieszczania (29) zespołu do pomiaru szczątkowych naprężeń (22) za pomocą ultradźwięków usytuowany prostopadle do prowadnic (11,12) o skoku między położeniem w kontakcie z wieńcem koła (52) a położeniem wycofania, mechaniczny detektor położenia (34) zamontowany ruchomo na wózku (18) w kierunku prostopadłym do prowadnic (11, 12) i podzespoły przemieszczania (29) detektora (34) między położeniem wycofania a położeniem oparcia o wieniec koła (52).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół do pomiaru szczątkowych naprężeń (22) za pomocą ultradźwięków posiada głowicę nadawczo-odbiorczą (30) fal ultradźwiękowych, zamontowaną obrotowo wokół linii poziomej, równoległej do linii przemieszczania zespołu (22), podzespół przemieszczania i obrotu (31) głowicy nadawczo-odbiorczej (30) i podzespół (32) rozprowadzania płynu sprzężenia.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, że podzespoły (19) przemieszczania wózka (18) i podzespół (29) przemieszczania zespołu (22) do pomiaru szczątkowych

   171 660 naprężeń (22) za pomocą ultradźwięków oraz detektora pozycyjnego (34) są siłownikami pneumatycznymi.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 dlbo 3 albo 4 albo 5, znamienne tym, że posiada układ (55, 56) sterowania elektropneumatycznego i elektronicznego.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że szyna (10) posiada w swojej górnej części nacięcie (10') o kształcie litery V.